به گزارش روز دوشنبه گروه علمی «ایرنا» از دانشگاه تهران، این پژوهش با هدف طراحی و شبیه سازی داربستی نوآورانه برای مهندسی بافت، از طریق... پارمیدا هاریچی، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی با راهنمایی پیام زاهدانه، دانشیار دانشکده مهندسی شیمی دانشکده فنی دانشگاه تهران.
زاهدی درباره اهمیت طراحی داربست در مهندسی بافت گفت: در حوزه مهندسی بافت، طراحی داربست هایی که محیط طبیعی را برای رشد سلولی تقلید کنند، چالش بزرگی است. داربست های من، باید علاوه بر پشتیب، مک،کی، امکان اتصال، ت،یر و تمایز سلولی را فراهم کنند. در سلول های عضل،، ایجاد نظم و جهت گیری من، به ویژه برای بهینه سازی خواص مک،کی و انتقال مواد مغذی مهم است. علاوه بر این، داربست ها باید دارای ویژگی هایی مانند زیست سازگاری بالا، پایداری مک،کی و تجزیه پذیری کنترل شده باشند تا به طور کامل نقش خود را ایفا کنند.
یکی از اعضای هیئت علمی دانشکده های فنی درباره داربست طراحی شده در این پژوهش توضیح داد: این داربست از ا،تومرهای کریستال مایع (LCEs) ساخته شده و بستر من،ی را برای رشد و سازماندهی سلول های عضل، فراهم می کند.
زاهدی گفت: ا،تومرهای کریستال مایع به دلیل خواص فیزیکی و مک،کی منحصر به فرد خود، قابلیت تغییر شکل را دارند به همین دلیل در کاربردهایی مانند رباتیک نرم، مصنوعی ماهیچه ها و مهندسی بافت در نظر گرفته شده است. استفاده از این مواد در طراحی داربست های مهندسی بافت می تواند امکان تنظیم سطح و خواص مک،کی و در نتیجه تاثیرگذاری بر رشد و سازماندهی سلول را فراهم کند.
دانشیار دانشکده مهندسی شیمی روند تحقیق را اینگونه تشریح کرد: در این تحقیق از واکنش شیمیایی پلیمریزاسیون تیول-اکریلات در ساخت فیلم های LCE استفاده شد. نمونه های تولید شده پس از قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش مورد ارزیابی قرار گرفتند و خواص آنها مانند چگالی اتصال متقابل، تغییرات حرارتی و سطحی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که پرتوهای فرابنفش منجر به افزایش ،بندگی و آرایش سلولی می شود. این تغییرات به منظور بهبود خواص سطحی داربست و افزایش زیست سازگاری آن اعمال شد.
وی افزود: به منظور بررسی عملکرد داربست ها، میوب،ت های C2C12 که سلول های اولیه عضله ،تی موش هستند بر روی این بسترها رشد ،د و نتایج نشان داد که سلول ها روی بسترهای تابش شده با اشعه ماوراء بنفش رشد و تمایز بهتری داشتند. و تبدیل به یک ساختار میوفیبریل طبیعی می شود که بسیار شبیه به بافت ماهیچه ای طبیعی است.
زاهدی درباره نتایج شبیه سازی داربست در محیط پایتون گفت: نتایج این شبیه سازی نشان داد که اشعه ماوراء بنفش به طور قابل توجهی تخلخل داربست و چینش سلول ها را بهبود می بخشد. تحلیل های مبتنی بر مدل های دینامیکی و تصاویر شبیه سازی شده تأیید کرد که این تغییرات ساختاری در داربست، محیطی من، برای رشد سلولی و خانه سازی ایجاد می کند.
دانشیار دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه تهران خواستار بررسی تأثیر پرتوهای فرابنفش بر خواص مک،کی و حرارتی داربست شد و گفت: مشاهده شده است که پرتوهای فرابنفش علاوه بر افزایش مقاومت داربست، شکل پذیری آن را بهبود می بخشد و این ویژگی برای داربست هایی که در شرایط قرار می گیرند از نظر فیزیولوژیکی بسیار حیاتی است.
وی همچنین نتایج آزمایش های بیولوژیکی برای ارزیابی زیست سازگاری داربست ها را اینگونه تشریح کرد: نتایج آزمایش های ،بندگی و تمایز سلولی نشان داد که داربست های اصلاح شده با اشعه ماوراء بنفش بهتر از رشد سلول پشتیب، می کنند. به طور خاص، مشاهده شد که سلول های C2C12 در این داربست ها به طور منظم و در جهت خاصی چیده شده اند که تأثیر مثبت ویژگی های سطح داربست را بر رفتار سلول نشان می دهد. آزمایش های MTT (حیات زیستی سلولی) همچنین نشان داد که داربست های تحت تابش کاملاً زیست سازگار هستند و بیش از 90 درصد سلول های رشد کرده روی آنها زنده مانده اند. این نتایج نشان دهنده پتانسیل بالای این داربست ها برای استفاده در مهندسی بافت است.
دکتر زاهدی به استفاده از این داربست ها در ترمیم عضلات آسیب دیده، درمان بیماری های عضل، و تولید ماهیچه های مصنوعی در محیط آزمایشگاهی اشاره کرد و گفت: نتایج این تحقیق نشان داد که داربست های ساخته شده از پ،تیک های کریستالی مایع تابش شده با اشعه ماوراء بنفش، در سال 1394 به ،وان نمونه ای از این داربست ها استفاده می شود. علاوه بر پرتوهای فرابنفش بسیار زیست سازگار، دارای قابلیت های منحصر به فردی در سازماندهی سلول ها و تقلید از محیط طبیعی است. روش های مورد استفاده در این تحقیق همچنین می تواند الگویی برای طراحی داربست های بیولوژیکی در سایر بافت های بدن ارائه کند و راه را برای استفاده گسترده تر از مواد هوشمند در زمینه های مختلف مهندسی پزشکی هموار کند.
نتایج این تحقیق به تازگی در مجله منتشر شده است شیمی مواد امروزی در این لینک منتشر شده و در دسترس است